交通灯控制电路的设计.doc

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1、交通灯控制电路的设计一、课程设计的目的与要求：1）综合运用电子技术课程中所学到的理论知识去独立完成一个设计课题。2）通过查阅手册和文献资料，培养学生独立分析和解决实际问题的能力。3）进一步熟悉常用学会电子电路的安装与调试技能。4）电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则。5）进一步熟悉电子仪器的正确使用方法。6）学会撰写课程设计总结报告。7）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。二、设计任务和要求。1）设计一个交通灯控制电路。要求依次循环点亮红灯40S，绿灯20S，黄灯10S。2）红、绿灯亮时实现倒计时显示时间；黄灯亮时闪动显示。3）画出框图和

2、逻辑电路图，写出设计报告。扩展要求1）设计一主干道十字路口交通灯系统2）主干道：绿灯(G2)30S，黄灯(Y2)10S，红灯(R2)30S3）支干道:红灯(R1)40S，绿灯(G1)20S，黄灯(Y1)10S4）可用按键修改主支干道红、绿灯亮的时间三、方案选择和论证选用中小规模的集成芯片组成电路。电路方案和论证分析：1、脉冲源选用1HZ频率信号，由实验箱提供。2、电路工作循环周期为70S，且每个灯的工作时间均为10的倍数，主干道红绿灯均为30秒，次干道上红灯40S，绿灯20S，黄灯10S，故可以采用十进制计数器就行，本设计我选用了74LS192，使

3、其构成降频器，从而将1HZ的脉冲源降为0.1HZ。该芯片具有异步清零、置数功能，CP为上跳沿触发。3、循环控制电路的CP输入由74LS192芯片输出的0.1HZ的脉冲源提供。4、将74LS192设计成为七进制计数器，其输出的七个计数状态跟74LS138译码器和门电路即可构成主干道及支干道的红绿黄灯的驱动电路。5、倒计时电路脉冲仍由1HZ脉冲源提供，分为主干道和支道两部分倒计时。其主干道红绿灯均为30秒，故用一个30进制的计数器构成即可，故可用两片74LS192构成十位上的倒计和个位上的倒计。其倒计状态可由红绿灯反馈信号控制，黄灯亮时反馈信号控制十位

4、上的计数片清零即可。次干道的红灯为40秒，绿灯为20秒，同样其计数状态由各灯反馈信号控制即可。循环控制电路（由七进计数器构成）四、原理方框图1HZ输出0.1HZ输出74LS192构成的降频电路1HZ脉冲源（由实验箱提供）1HZ输入七个计数状态输出倒计时电路，分为主、支干道各灯倒计时并将每个倒计时分为个位倒和十位倒计主、支干道各灯反馈信号控制倒计时状态驱动电路驱动主、支干道各灯发亮（由74LS138译码器和门电路构成）次干道显示管主干道显示管五、单元电路的选择与设计1、降频电路：选用74LS192的集成十进制计数器构成降频器，利用它的进位端，从进位端

5、中输出的即为0.1HZ的降频信号。电路图如下：UP为加计数的CP输入端，CO’为其对应的进位端，当计数器每计数到十个脉冲就从进位端发出一个脉冲，这样就达到了降频的目的。CLR为计数器的清零端，接高电平清零，为使整个电路同步工作，应使电路启动时先进行清零，故各片集成片的CLR接在一起进行统一清零。2、循环控制电路：利用74LS192的置数功能，将其改为七进制计数器。置数逻辑为：预置数端：A=B=C=D=0电路图如下：七个状态及主、次干道各灯亮的情况如下表：（1代表灯亮、0代表灯灭）七个输出状态次干道主干道时间QCQBQA红灯L1绿灯L2黄灯L3红灯L

6、1’绿灯L2’黄灯L3’00010001010秒00110001020秒01010001030秒01110000140秒10001010050秒10101010060秒11000110070秒3、驱动电路：由上表可知将QC、QB、QA输入74LS138译码器即可得：QC、QA、QB000001010011100101110译码输出YNY0’Y1’Y2’Y3’Y4’Y5’Y6’因此由上两表可得各灯的逻辑表达式为：次干道：红灯绿灯黄灯又黄灯亮时要闪动故可用1HZCP与Y6’相与即可。因此主干道：红灯绿灯黄灯电路图如下：其中QAQBQC为循环控制电路的输

7、出信号共七种组合状态。4、倒计时电路：倒计时电路分为主干道红、绿、黄灯倒计时和次干道红、绿、黄灯倒计时。其CP信号为还未分频的1HZ信号提供，倒计时片工作启动状态由各灯反馈信号控制。红绿灯的倒计时又可分为十位倒计时和个位倒时，因为其个位倒计时相同，所以可以共用一片。黄灯亮时只要对十位倒计时片清零就可以了。A、个位倒计时电路：（为了简便电路，共用个位倒计时电路，可减少电路图的繁琐）将74LS192接成倒计数即成为个位倒计时电路图如下：其中BO’为倒计数时的进位端，为后面的主、次干道的十位倒计时电路提供倒计脉冲。B、主干道红、绿灯十位倒计时电路：由于主

8、干道红、绿灯倒计时均为30S，故两者可共用一片由74LS192置数为三进制倒计数的十位倒计时电路。置数逻辑为：；预置数端：